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1 - APPLICATIONS À LA CARACTÉRISATION DES MATÉRIAUX

2 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : P2561 v3

Conclusion
Spectrométrie de collisions élastiques et de réactions nucléaires. Applications

Auteur(s) : Patrick TROCELLIER, Philippe TROUSLARD

Date de publication : 10 juin 2002

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RÉSUMÉ

Le passage des particules chargées dans la matière ne manque pas d’y générer des transformations et des contraintes, jusqu’à des modifications de composition. Les collisions élastiques et des réactions nucléaires ainsi engendrées par les ions positifs énergétiques peuvent être exploitées à des fins d’analyse. Leurs spectrométries représentent de formidables outils expérimentaux pour la résolution d’un grand nombre de problèmes analytiques. Elles Cet article présente quelques applications conduisant notamment à la caractérisation de matériaux.

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ABSTRACT

The passage of charged particles in matter induces transformations, constraints and even changes in composition. The elastic collisions and nuclear reactions thus generated by energetic positive ions by collision energy can be exploited for analysis purposes. Their spectrometry is a wonderful experimental tool for solving a large number of analytical problems. This article presents certain applications which notably allow for the characterization of materials.

Auteur(s)

  • Patrick TROCELLIER : Docteur d’État, Ingénieur CEA Laboratoire Pierre Süe, CE Saclay

  • Philippe TROUSLARD : Ingénieur CEA Institut national des sciences et techniques nucléaires, CE Saclay

INTRODUCTION

Après avoir décrit les collisions élastiques et les réactions nucléaires en termes de mécanismes physiques et de formalisme mathématique [P 2 560], nous allons, dans cette seconde partie, donner quelques applications à la caractérisation de matériaux. Ces applications peuvent se rencontrer dans des disciplines aussi diverses que les Sciences des Matériaux, les Sciences de l’Univers, les Sciences de l’Environnement, les Sciences de la Vie ou les Sciences Humaines.

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v3-p2561


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2. Conclusion

Les spectrométries de collisions élastiques ou de réactions nucléaires offrent aux chercheurs, aux ingénieurs et aux techniciens une panoplie d’outils expérimentaux leur permettant de résoudre bon nombre de problèmes analytiques : composition élémentaire en volume ou superficielle, gradient de concentration, distribution latérale, etc. Combinées avec la méthode basée sur la détection de l’émission X induite, elles assurent une couverture très large de la classification périodique avec des limites de détection et des résolutions relativement performantes. Les principales spécificités des techniques basées sur les collisions élastiques et l’observation de réactions nucléaires peuvent être résumées ainsi :

  • une analyse multi-élémentaire ;

  • la spécificité isotopique ;

  • l’accès aux profils de concentration en profondeur ;

  • l’analyse d’objets enterrés à l’intérieur d’un substrat hôte ou bien sous une couche superficielle ;

  • mise en évidence de structures multicouches ;

  • la possibilité de coupler RBS, ERDA et NRA en particulier auprès de la microsonde nucléaire ;

  • la souplesse du choix de l’interaction suivie pour obtenir le meilleur compromis sensibilité - profondeur analysable - résolution en profondeur.

Cependant, outre les risques d’endommagement du matériau sous investigation évoqués au paragraphe 1.3.3 de la première partie [P 2 560], deux limitations purement analytiques apparaissent : l’insensibilité à l’environnement chimique et l’absence d’information structurale. Sur ce dernier point, il convient toutefois de faire une exception pour les techniques de canalisation applicables aux monocristaux.

Néanmoins, le recours à des techniques complémentaires capables d’apporter des informations de nature morphologique, chimique (liaisons), structurale (voisins proches et lointains) s’impose afin d’être en mesure de répondre le plus complètement possible au problème scientifique posé. Ainsi, la microsonde électronique (sonde de Castaing) est couramment employée pour mesurer la composition chimique locale des solides jusqu’à des niveaux de teneur de l’ordre de 100 µg/g par spectrométrie de rayons X à dispersion en longueur d’onde. Le volume analysé est...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - JOHANSSON (S.A.E.), CAMPBELL (J.L.) -   *  -  PIXE a novel technique for elemental analysis. John Wiley & Sons, New York (1988).

  • (2) - JOHANSSON (S.A.E.), CAMPBELL (J.L.), MALMQVIST (K.G.) -   Particle-Induced X-ray Emission Spectrometry (PIXE)  -  . John Wiley & Sons, New York (1995).

  • (3) - CHU (W.K.), MAYER (J.W.), NICOLET (M.A.) -   Backscattering spectrometry  -  . Acad. Press, New York (1978).

  • (4) - ARNOLD-BIK (W.M.), HABRAKEN (F.H.P.M.) -   Elastic recoil detection  -  . Rep. Prog. Phys. 56 859 (1993).

  • (5) - TIRIRA (J.), SERRUYS (Y.), TROCELLIER (P.) -   Forward Recoil Spectrometry : Applications to hydrogen determination in solids  -  . Plenum Press, NY (1996).

  • (6) - MAYER (J.W.), RIMINI (E.) -   Ion Beam Hand-book for Material Analysis  -  . Academic Press New York (1977).

  • ...

ANNEXES

  1. 1 Annexe

      1 Annexe

      Dans les Techniques de l’Ingénieur, traité Analyse et Caractérisation

      LE GRESSUS (C.) - Microscopie électronique à balayage - . P 865 (1995).

      DARQUE-CERETTI (E.) - MIGEON (H.N.) - AUCOUTURIER (M.) - Émission ionique secondaire SIMS : Principe et appareillage - . P 2 618 1, Procédures d’analyse P 2 619 (1998).

      LE GRESSUS (C.) - Spectroscopie des électrons Auger - . P 2 620 (1990).

      TRAN MINH DUC - Analyse de surface par ESCA - . P 2 626 (1998).

      NENNER (I.) - DOUCET (J.) - DEXPERT (H.) - Rayonnement synchrotron et applications - . P 2 700 (1996).

      REVEL (G.) - DURAUD (J.-P.) - Microsonde nucléaire - . P 2 563 (1995).

      HAUT DE PAGE

      Ouvrages généraux

      ALFASSI (Z.B.) - PEISACH (M.) - Elemental analysis of particle accelerators - . CRC Press, Boca-Raton (1992).

      BURKE (P.G.) - BERRINGTON (K.A.) - Atomic and Molecular Processes : An R-matrix Approach - . Institute of Physics Publishing, Bristol (1993).

      BURCHAM (W.E.) - JOBES (M.) - Nuclear and particle physics - . Longman Scientific & Technical, Londres (1995).

      DUNLOP (A.) - RULLIER-ALBENQUE (F.) - JAOUEN (C.) - TEMPLIER (C.) - DAVENAS (J.) eds - Materials under Irradiation - . Trans Tech Publications Ltd, Aedermannsdorf (1992).

      FELDMAN (L.C.) - MAYER (J.W.) - Fundamentals of Surface and Thin Film Analysis - . North Holland, New York (1996).

      FRÖBRICH (P.) - LIPPERHEIDE (R.) - Theory of Nuclear Reactions - . Oxford Science Publications, Oxford (1996).

      JOHANSSON (S.A.E.) - CAMPBELL (J.L.) - MALM-QVIST (K.G.) - Particle-Induced X-ray Emission Spectrometry (PIXE) - . John Wiley & Sons, New York (1995).

      TESSMER (J.R.) - NASTASI (M.) - Handbook of Modern Ion Beam Materials...

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